DDE與OPC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化系統中的應用

opc以ole/com/dcom技術(shù)為基礎，是ole（object linking and embedding）for process control的縮寫(xiě)，是微軟公司的對象鏈接和嵌入技術(shù)在過(guò)程控制方面的應用。與dde一樣，opc也采用client/server模式。opc服務(wù)器是數據源的提供者，數據源可以是plc、dcs、條形碼讀取器等控制設備，隨控制系統的構成不同，作為數據源的opc服務(wù)器既可以是和opc應用程序在同一臺計算機上運行的本地opc服務(wù)器，也可以是在另外計算機上運行的遠程opc服務(wù)器。opc客戶(hù)是數據的使用者，它按照opc接口規范從opc服務(wù)器獲取所需要的數據。

opc服務(wù)器主要包括三部分：服務(wù)器（server）、組（group）和數據項（item）。服務(wù)器對象保存服務(wù)器和服務(wù)器作為opc組對象容器的所有信息。opc組對象包括公共組和局部組（私有組）兩種，公共組由多個(gè)客戶(hù)共享，局部組只隸屬于一個(gè)opc客戶(hù)。一個(gè)組可能代表一個(gè)特殊設備的數據項，opc 客戶(hù)可以通過(guò)組對象來(lái)讀寫(xiě)數據，并可以設定opc服務(wù)器應該提供給opc client數據的更新速率。opc 數據項是讀寫(xiě)數據的最小邏輯單位（在實(shí)際應用中，可能是物理設備的寄存器或寄存器的某一位），其數據值以variant形式表示，每個(gè)數據項包括值（value）、品質(zhì)（quality）和時(shí)間戳（time stamp）3個(gè)變量。在一個(gè)組對象中，opc 客戶(hù)可以加入多個(gè)opc數據項。

opc客戶(hù)與opc服務(wù)器的接口有自定義接口（custom interface）和自動(dòng)化接口（automation interface）兩種形式。自定義接口是一組com接口，主要用于采用c++語(yǔ)言的應用程序開(kāi)發(fā)；自動(dòng)化接口是自動(dòng)化的ole接口，主要用于采用vb，delphi等基于腳本編程語(yǔ)言的應用程序開(kāi)發(fā)。對于客戶(hù)端應用程序的開(kāi)發(fā)，采用自定義接口的方式運行效率高，但開(kāi)發(fā)難度較大；采用自動(dòng)化接口的方式運行效率低，但開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單。這兩種接口與opc服務(wù)器的通信方式可用1圖所示。

圖1 自定義接口和自動(dòng)化接口與opc服務(wù)器通信方式示意圖

對于分布式計算機上的opc客戶(hù)程序的開(kāi)發(fā)，opc標準采用dcom技術(shù)實(shí)現服務(wù)器和客戶(hù)程序的通訊。

opc的數據訪(fǎng)問(wèn)主要有同步數據訪(fǎng)問(wèn)和異步數據訪(fǎng)問(wèn)兩種方式。同步數據訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，opc服務(wù)器在將按照opc應用程序要求的數據返回之前，opc應用程序一直處于等待狀態(tài)，也就是說(shuō)，同步方式的數據訪(fǎng)問(wèn)在要求的動(dòng)作沒(méi)有完成前不能執行任何opc應用程序側的處理。與之相比，異步方式的數據訪(fǎng)問(wèn)在對opc服務(wù)器提出數據訪(fǎng)問(wèn)要求后，立即返回到opc應用程序側的主處理程序中，opc服務(wù)器完成數據訪(fǎng)問(wèn)時(shí)通知opc應用程序，opc應用程序從而得到數據訪(fǎng)問(wèn)結果。當opc應用程序采用自動(dòng)化接口訪(fǎng)問(wèn)opc服務(wù)器時(shí)，同步和異步數據操作分別由syncread、syncwrite和asyncread、asyncwrite四個(gè)opc組對象的方法函數來(lái)實(shí)現。

3 dde與opc技術(shù)應用

當前，dde、opc技術(shù)在許多世界著(zhù)名的自動(dòng)化廠(chǎng)家的i/o通訊服務(wù)器、scada等自動(dòng)化軟件中都得到了體現。例如wonderware 公司的daserver和intouch、siemens公司的simatic net和wincc、 rockwell-ab公司的rslinx和rsview32等。其中daserver和rslinx既可作為opc server，又可作為dde server；wincc和rsview32則既可以作為opc client，又可作為dde client。同時(shí)，由于各家的軟件接口都合乎dde、opc接口規范標準，所以，不同廠(chǎng)家的i/o通訊、scada等軟件產(chǎn)品也可以很方便的實(shí)現互連。

下面分別以wonderware 公司的intouch與daserver（dassidirect）、intouch與rockwell-ab公司的rslinx進(jìn)行dde通訊，siemens 公司的wincc 與simatic net 、wincc 與rslinx進(jìn)行opc通訊的方法為例說(shuō)明dde、opc技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化軟件的應用情況。

太網(wǎng)數據訪(fǎng)問(wèn)的服務(wù)器軟件，支持dde、opc、suitlink、fastdde等通訊方式。當客戶(hù)程序通訊接口與dassidirect的連接采用dde方式時(shí)，dassidirect 的數據訪(fǎng)問(wèn)采用了節點(diǎn)名（node name）、應用程序名（application name，此處為dassidirect）、主題名（topic name）和項目名（item name）的層次結構。而當通訊接口以opc方式與dassidirect連接時(shí)，dassidirect 的數據訪(fǎng)問(wèn)則采用了節點(diǎn)名（node name）、服務(wù)器名（program name，此處為archestra.dassidirect.1）、組名（group name）、設備組名（device group）、連接名（link name）和項目名（item name）的層次結構。各層次項可在dassidirect軟件界面中配置實(shí)現。

工程應用時(shí)，需要在dassidirect管理界面smc archestra.dassidirect.1目錄下根據需要依次添加接口類(lèi)型（tcp/ip）、接口處理器類(lèi)型（s7 plc），并進(jìn)行必要的參數設置，然后還要為device groups添加不同的topic以方便對不同變量的歸類(lèi)管理。intouch標簽變量對dassidirect的訪(fǎng)問(wèn)是通過(guò)“訪(fǎng)問(wèn)名”的設置來(lái)實(shí)現的，所以intouch中“訪(fǎng)問(wèn)名”的設置必須和dassidirect軟件中的設置一一對應，例如，“訪(fǎng)問(wèn)名”中“應用程序名”應設置為dassidirect，“訪(fǎng)問(wèn)名”中“主題名”的設置應和dassidirect中所添加的topic名稱(chēng)完全一致。此外，intouch標簽變量“項目名”的填寫(xiě)也必須遵從dassidirect中item name的定義形式，例如對s7 plc數據塊地址word的訪(fǎng)問(wèn)形如db11.w80，對數據塊地址dword的訪(fǎng)問(wèn)形如db11.d80，對輸入/輸出位的訪(fǎng)問(wèn)形式分別為i5.2/q7.5等。

和wonderware公司的dassid-irect一樣，rslinx也支持opc/dde兩種通訊方式。當intouch和rslinx以dde方式進(jìn)行通訊時(shí)，首先需要在rslinx“dde/opc topic configuration ”對話(huà)框中添加新的topic，并建立該topic與要連接rslogix plc cpu之間的對應關(guān)系,然后再對intouch中“訪(fǎng)問(wèn)名”做相應的配置。不過(guò)，此時(shí)“訪(fǎng)問(wèn)名”中“應用程序名”應設置為rslinx，“訪(fǎng)問(wèn)名”中的“主題名”則應和在rslinx中所添加的topic名稱(chēng)完全一致。而intouch標簽變量“項目名”的填寫(xiě)也應遵從rslinx中item name的定義形式，例如對rslogix plc cpu中全局變量controller tags地址的訪(fǎng)問(wèn)即為 plc變量地址的tag name，而對cpu中程序變量program tags地址的訪(fǎng)問(wèn)則為program：program_name>.tag_name>的形式。

當采用siemens 公司的wincc作為opc client與opc服務(wù)器進(jìn)行opc方式連接時(shí)，首先需要在wincc資源管理器中添加opc通訊驅動(dòng)程序opc.chn，然后在出現的opc通道單元的“連接屬性”和所建變量的“變量地址屬性”對話(huà)框中分別填寫(xiě)“opc服務(wù)器名稱(chēng)”和“變量地址名稱(chēng)”，這樣便可建立該變量到opc服務(wù)器的連接。需要說(shuō)明的是，不同的opc服務(wù)器，其opc服務(wù)器名稱(chēng)和地址格式是不盡相同的，例如siemens simatic net opc服務(wù)器的名稱(chēng)和地址訪(fǎng)問(wèn)格式（以按s7協(xié)議對s7系列 plc數據訪(fǎng)問(wèn)為例）分別是“opc.simaticnet”和“s7:[連接名稱(chēng)>]plc變量地址>”，而rockwell rslinx opc服務(wù)器的名稱(chēng)和對rslogix 系列plc數據訪(fǎng)問(wèn)的地址格式分別是“rsllinx opc server”和“[opc group名稱(chēng)>]plc變量名>”。

同樣，其它scada軟件與相關(guān)dde、opc服務(wù)器軟件通訊的實(shí)現方法與此類(lèi)似，不再贅述。

來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際需求，例如wonderware公司的opclink便是實(shí)現opc、dde接口轉換的專(zhuān)用軟件。